【題目】化學(xué)能在一定條件下能夠轉(zhuǎn)化為電能,構(gòu)成原電池。

(1)根據(jù)構(gòu)成原電池的本質(zhì)判斷,如下反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池的是(填序號)______。

A.NaOH+HCl=NaCl+H2O B.Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

C.2H2O=2H2↑+O2↑ D.Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2

(2)為了探究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下兩個實(shí)驗(yàn)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列說法正確的是:_______(填序號)

A.圖I和圖II的氣泡均產(chǎn)生在鋅棒表面

B.圖II中產(chǎn)生氣體的速度比I快

C.圖I中溫度計(jì)的示數(shù)高于圖II的示數(shù)

D.圖I和圖II中溫度計(jì)的示數(shù)相等,且均高于室溫

(3)大氣污染越來越成為人們關(guān)注的問題.煙氣中的NOx必須脫除(即脫硝)后才能排放。己知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=一890.3kJ·mol-l

N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ·mol-1

CH4可用于脫硝,寫出該反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)式________

(4)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖,回答下列問題:

①電他的負(fù)極反應(yīng)式為:__________。

②電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(5)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池。試寫出該電池的正極反應(yīng)式_________。

【答案】 D B C CH4(g)+4NO(g)===CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l),ΔH=-1250.3KJ/mol CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 減小 N2+6e-+8H+=2NH4+

【解析】(1)原電池發(fā)生的是自發(fā)的氧化還原反應(yīng);A.NaOH+HCl=NaCl+H2O是復(fù)分解反應(yīng),不是氧化還原反應(yīng),故A錯誤;B. Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2是復(fù)分解反應(yīng),不是氧化還原反應(yīng),故A錯誤;C. 2H2O=2H2↑+O2是氧化還原反應(yīng),但不能自發(fā)進(jìn)行,故C錯誤;D. Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2是自發(fā)的氧化還原反應(yīng),可設(shè)計(jì)成原電池,故D正確;

(2)I發(fā)生的鋅的化學(xué)腐蝕,而圖II形成了鋅-銅原電池;A.圖II銅為正極,銅的表面有氣泡產(chǎn)生,故A錯誤;B.利用原電池反應(yīng)可使金屬與酸反應(yīng)的速率加快,則圖II中產(chǎn)生氣體的速度比I快,故B正確;C.圖I主要是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,而圖II主要是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,則圖I溫度計(jì)的示數(shù)高于圖II的示數(shù),故C正確;D.由選項(xiàng)C分析可知,圖I和圖II中溫度計(jì)的示數(shù)不相等,但均高于室溫,故D錯誤;答案為BC;

(3)已知:①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l);H=-890.3kJmol-1
N2(g)+O2(g)═2NO(g);H=+180kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律:①-2×②得CH4(g)+4NO(g)═CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l),H=-890.3kJmol-1-2×(+180kJmol-1)=-1250.3 kJmol-1;

(4)①甲烷燃料電池中,通入氧氣的極為原電池的正極,通甲烷的極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性環(huán)境下,電極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;

②根據(jù)電池的兩極反應(yīng),在轉(zhuǎn)移電子一樣的情況下,消耗了溶液中的氫氧根離子,所以溶液的堿性減弱,pH減小

(5)正極上氮?dú)獾秒娮雍蜌潆x子反應(yīng)生成銨根離子,即電極反應(yīng)為N2+8H++6e-═2NH4+。

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A.放電時K移向碳電極

B.放電時電池負(fù)極的電極反應(yīng)為H2-2e= 2H

C.充電時鎳電極的電極反應(yīng)為Ni(OH)2 + OH―e= NiO(OH) + H2O

D.該電池充電時將碳電極與電源的正極相連,發(fā)生氧化反應(yīng)

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A. Mg電極是該電池的正極

B. H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

C. 石墨電極附近溶液的pH增大

D. 溶液中Cl向正極移動

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A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=-485 kJ·mol-1

B. H2O(g)=H2(g)+ 1/2O2(g) ΔH=+485 kJ·mol-1

C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=+485 kJ·mol-1

D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-485 kJ·mol-1

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(2)汽車尾氣分析儀對CO的分析以燃料電池為工作原理,其裝置如圖所示,該電池中電解質(zhì)為氧化釔-氧化鈉,其中O2-可以在固體介質(zhì)中自由移動。下列說法錯誤的是_________。

A.負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CO+O2-―2e=CO2

B.工作時電極b作正極,O2-由電極a流向電極b

C.工作時電子由電極a通過傳感器流向電極b

D.傳感器中通過的電流越大,尾氣中CO的含量越高

(3)某新型鋁—空氣燃料電池,以鋁為負(fù)極,在正極通入空氣,若以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液,放電時正極反應(yīng)都為O2+2H2O+4e=4OH。那么若以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液,電池負(fù)極反應(yīng)為____________________________________________;若以NaCl溶液為電解質(zhì)溶液,則總反應(yīng)為:________________________________________。

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